로봇융합硏, AI·로봇 기반 철강 자율제조 기술 개발 성과 공개

한국로봇융합연구원(KIRO)은 산업통상자원부 AI팩토리 선도프로젝트의 일환으로 추진 중인 ‘제철 공정의 AI 자율 예지보전 및 고위험 작업을 위한 모바일 자율로봇 기술 개발’ 과제의 주요 성과를 공개했다고 밝혔다.

이번 과제는 포스코를 주관기관으로 한국로봇융합연구원, 포항산업과학연구원(RIST), 서울대학교, 부경대학교, 뉴로메카, 한국세라믹기술원 등 총 10개 기관이 참여하는 대형 연구개발사업으로, 제철소 내 위험 공정과 핵심 설비를 대상으로 AI 기반 예지보전과 자율작업 로봇 기술을 개발하는 것을 목표로 한다.

제철소는 고온·분진·소음 환경과 대형 설비가 밀집된 대표적인 중후장대 산업 현장이다. 특히 용선 샘플링·측온 작업이나 벨트컨베이어 점검·교체 작업은 작업자의 안전사고 위험이 높고 숙련 인력 의존도가 크다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 AI 기반 설비 진단 기술과 모바일 자율로봇 기술을 결합한 자율제조 시스템을 개발하고 있다.

대표 성과로는 벨트컨베이어 예지보전 로봇 개발이 있다. 연구진은 영상·열화상·음향 데이터를 동시에 수집하는 멀티모달 센서 시스템과 AI 이상탐지 알고리즘을 개발해 설비 이상 징후를 조기에 감지할 수 있는 기반을 구축했다. 또한 이동형 로봇이 협소한 설비 구간을 자율 주행하며 롤러를 점검하고 교체할 수 있는 작업 모듈 시제품을 제작해 현장 적용 가능성을 확인했다.

고온 환경에서 작업자를 대신하는 휴머노이드 기반 용선 샘플링·측온 로봇도 개발됐다. 해당 로봇은 양팔 매니퓰레이터를 활용해 측온과 시료 채취 작업을 수행할 수 있으며, 냉각 및 단열 설계를 적용해 제철소의 고열 환경에서도 안정적인 작업이 가능하도록 설계됐다. 특히 총 45kg의 가반하중을 갖춰 작업자가 수행하기 어려운 고중량 작업까지 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

아울러 연구진은 고로 핵심 설비를 대상으로 AI 예지보전 기술도 개발하고 있다. 이동형 로봇이 수집한 멀티모달 데이터를 활용해 고로 탕도와 풍구지관의 이상 상태를 진단하고, 설비 상태를 실시간으로 분석해 예방 정비에 활용할 수 있는 AI 모델을 구축했다.

특히 한국로봇융합연구원은 로봇, AI, 센서 데이터를 통합 관리하는 디지털트윈 기반 통합 모니터링 시스템 개발에도 참여하고 있다. 이를 통해 실제 제철소 환경을 가상공간에 구현하고, 설비 상태와 로봇 운영 현황을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기반을 마련했다.

현재 연구진은 1단계 연구를 성공적으로 마무리하고, 2027년까지 진행되는 2단계 연구를 통해 AI 진단 성능 고도화, 로봇 현장 실증 확대, 통합 관제 플랫폼 고도화를 추진할 계획이다.

한국로봇융합연구원 이재열 제조AX로봇연구단장은 “AI와 로봇을 활용해 제철소의 위험 작업을 자동화하고 설비 이상을 사전에 예측함으로써 작업자 안전성과 생산성을 동시에 향상시키는 것이 목표”라며 “향후 철강산업뿐 아니라 유사 공정 산업으로도 기술 확산이 가능할 것으로 기대한다”고 밝혔다.